硫酸技术操作规程.doc
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1、1硫酸技术操作规程.txt爱尔兰一个不离婚的国家,一个一百年的约定。难过了,不要告诉别人,因为别人不在乎。真话假话都要猜,这就是现在的社会。 本文由sanshi0609贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 硫酸技术操作规程 一、产品说明 一、产品特性: 硫酸的最冲要的基本化学工业产品之一,外观为无色透明的油状液体。 广泛应用于化肥、 合成纤维、国防军工、冶金、石油化工个医药工业部门。 1.硫酸的化学组成: 分子式:H2SO4 分子量:98.08 O 分子结构式:HOSOH O 发烟硫酸分子式:H2SO4xSO3 O O 发烟硫酸分子结构式:
2、HOSOSOH O O 2.硫酸的物理性质: (1)硫酸是 SO3 与水的化合物,其外观为一种无色透明油状液体。 (2)密度:硫酸水溶液的密度随着硫酸含量的增加而增大,至 98.3%时达最大值,过后则逐 渐降低,至 100%硫酸时为止,发烟硫酸的密度随游离 SO3 含量增加而增大。 表一 硫酸水溶液的密度(20时) H2SO4 含量 %重量 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 96 97 98 99 100 104.5 克/升 106.6 227.9 365.5 521.1 697.6 898.9 1127 1382 1633 1742 1762 1781 1799 1
3、816 1830 1981 密度(比重) 3 克/厘米 于 20 1.0661 1.1394 1.2185 1.3028 1.3951 1.4982 1.6105 1.7272 1.8144 1.8337 1.8355 1.8364 1.8365 1.8342 1.8305 1.902 SO3 含量 %总重量 8.16 16.33 24.49 32.65 40.80 48.98 57.14 65.31 73.47 77.55 78.37 79.18 80.00 80.81 81.63 85.31 图一 三氧化硫水溶液在 40时的密度变化 硫酸的密度随温度的升高而减小,其密度与温度的关系数据见表
4、二: (3)结晶温度: 硫酸水溶液与烟硫酸的结晶温度随着硫酸含量的不同而在一个较大的范围内曲折波动, 表三所示我厂几种不同产品硫酸及发烟硫酸的结晶温度。 (4)蒸汽压: 在一定温度下硫酸溶液上总蒸汽压随硫酸含量的增大而降低,在 98.3%时最低。而发烟 硫酸则随着 SO3 量的增大总蒸汽压值就会增加,同时,硫酸的蒸汽压随温度的升高而增大。 表四为硫酸及发烟硫酸的蒸汽总压力毫米汞柱。 表二 硫酸的密度与温度的关系 H2SO4 %重量 1 10 20 30 40 50 60 70 80 温度() 0 1.0075 1.0735 1.1510 1.2326 1.3179 1.4110 1.5154
5、1.6293 1.7482 10 1.0069 1.0700 1.1453 1.2255 1.3103 1.4030 1.5067 1.6198 1.7376 20 1.0056 1.0661 1.1394 1.2185 1.3028 1.3951 1.4982 1.6105 1.7272 30 1.0022 1.0617 1.1335 1.2115 1.2953 1.3872 1.4898 1.6014 1.7170 40 0.9986 1.0570 1.1275 1.2046 1.2879 1.3795 1.4816 1.5925 1.7069 50 0.9944 1.0517 1.121
6、5 1.1978 1.2806 1.3719 1.4735 1.5838 1.6971 60 0.9895 1.1153 1.1909 1.2732 1.3466 1.4656 1.5753 1.6873 80 0.9779 1.0338 1.1021 1.771 1.2589 1.1394 1.4497 1.5582 1.6680 100 0.9645 1.0204 1.0885 1.1630 1.2446 1.3348 1.4344 1.5417 1.6403 90 95 96 97 98 99 100 1.8361 1.8544 1.8560 1.8568 1.8568 1.8551 1
7、.8517 1.8252 1.8439 1.8457 1.8465 1.8465 1.8445 1.8409 93 -27 1.8144 1.8337 1.8355 1.8364 1.3865 1.8342 1.8305 97 -7.0 1.8038 1.8236 1.8255 1.8263 1.8265 1.8242 1.8205 97.5 -3.7 1.7933 1.8137 1.8157 1.8165 1.8167 1.8145 1.8108 98.5 +1.8 1.7829 1.8040 1.8060 1.8070 1.8072 1.8050 1.8015 100 +10.371 1.
8、7729 1.7944 1.7965 1.7976 1.7978 1.7958 1.7925 104.5 +2.5 1.7525 1.7751 1.7773 1.7784 1.7787 1.7778 1.7765 1.7331 1.7561 1.7586 1.7606 1.7609 1.7609 1.7607 表三 硫酸与法烟硫酸的结晶温度 酸浓度% 结晶温度 硫酸浓度 H2SO4% 90 94 96 98.3 100 104.5 92.8 -22 98 -0.7 表四 硫酸及发烟硫酸的总蒸汽压力 总蒸汽压(毫米汞柱) 20 0.004 0.00024 0.00005 0.00003 0.00
9、035 0.24 40 0.022 0.0016 0.0004 0.00025 0.0025 1.17 60 0.10 0.009 0.0024 0.0015 0.014 4.81 80 0.39 0.04 0.012 0.008 0.07 16.8 100 1.28 0.15 0.05 0.033 0.27 50.9 (5)沸点 硫酸水溶液的沸点是随硫酸含量的增大而逐渐上升的,直至硫酸浓度达到 98.3%时,沸 点 338.8时为最大值。 过后再继续增加硫酸含量, 则沸点下降。 100%硫酸的沸点为 279.9 的发烟硫酸的沸点是随游离三氧化硫含量的增加而逐渐降低至 44.7 (即三氧化硫的
10、沸点) 为止。 图二 硫酸与发烟硫酸的沸点在 760m/m 汞柱时 我厂硫酸产品的沸点如下: 硫酸浓度% H2SO4 沸点 93 290.6 98.3 338.8 100 279.6 104.5 159.2 (6)粘度 硫酸水溶液与发烟硫酸的粘度随着其中硫酸含量的不同而不同,它们都随着温度的降低 而增加。 表五 硫酸粘度与温度的关系 酸浓度% H2SO4 93 98 104.5 粘度(厘泊) 15 31.7 34.9 47.4 20 23.1 34.9 47.4 30 15.6 17.1 28.8 40 12.05 12.9 28.8 50 8.40 9.4 12.8 (7)比热容 硫酸溶液的
11、比热随着浓度的增加而逐渐减小, 至酸浓度为 100%时为最小。 而发烟硫酸的 比热随着浓度的增加而略有增加。 图三 20时硫酸与发烟酸的比热容 我厂几种产品硫酸的比热容 硫酸浓度% H2SO4 比热容 千卡/公斤 92.5 0.354 97.5 0.341 100 0.335 104.5 0.3395 (8)SO2 在硫酸及发烟硫酸中的溶解度 二氧化硫在同一浓度的硫酸中其溶解度随着温度的升高而降低。在不同浓度的硫酸中随 酸浓度增高而降低,至硫酸浓度 83.8%时为最低,过后当硫酸浓度增加时,则二氧化硫溶解 度又逐渐增加。 表六 二氧化硫在硫酸及发烟硫酸中的溶解度 硫酸浓度 %H2SO4 75
12、85 90 95 100 104.5 SO2 溶解度 10 5.7 4.6 4.72 5.80 6.99 10.87 20 2.46 1.38 3.04 3.02 3.82 5.94 30 2.04 1.29 1.96 2.23 2.72 4.31 克/100 克硫酸 40 1.5 1.0 1.49 1.66 2.02 3.26 50 1.15 0.73 1.16 1.38 1.72 2.71 80 0.56 0.37 0.62 0.745 0.99 2.07 100 0.42 0.30 0.37 0.42 0.54 1.24 3.硫酸的化学性质: (1)硫酸是一种强酸,它的化学性质非常活泼,
13、它能与金属直接反应,生成该金属的 硫酸盐,所以它对金属有强烈的腐蚀性。例如: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Fe+H2SO4=fESO4+H2 (2)硫酸与金属氧化物作用时,生成该金属的盐,利用此法乐制取以下金属盐类: Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O CuO+H2SO4=CuSO4+H2O Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O (3)硫酸与其它酸类的盐相作用时,可以制造很多种类的酸,例如: 2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl NaNO3+H2SO4=HNO3+NaHSO4 Ca3(PO4)2+3H2SO4=2H3PO4+1CaSO4
14、CaF2+H2SO4=2HF+CaSO4 (4)硫酸与氨及其水溶液作用生成硫酸铵。 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 (5)浓硫酸对水有强烈地吸水作用,常用于浓缩硝酸和硝化作用,在硝化作用进行中, 氢原子被亚硝基所取代,如: RH+HONO2=RNO2+H2O 工业上光放用这一方法制取染料中间体。 二、生产方法: 以硫铁矿或硫精砂为原料的接触法生产工业硫酸的主要过程包括硫铁矿或硫精砂的原 料加工,硫精砂沸腾焙烧制取二氧化硫,炉气的净化(包括余热锅炉,热电除尘器,封闭酸 洗,电除雾及炉气的干燥等) ,二氧化硫炉气的接触氧化,三氧化硫吸收和尾气回收(包括 液体二氧化硫的制取)等六个工序。
15、以硫磺为原料的接触法生产工业硫酸的主要过程分为固体硫磺的熔融,液体硫磺焙烧制 取二氧化硫,二氧化硫的接触氧化,三氧化硫吸收和尾气回收等五个工序。 三、产品规格: 工业硫酸按国家标准“GB53481”应符合下列要求: 项目 特种工业 硫酸 硫酸浓度%发烟硫酸 以游离 SO3 计 残渣% 92.5 或 98.0 0.02 一级 92.5 或 98.0 0.03 分类 浓硫酸 二级 指标 92.5 或 98.0 0.1 20 0.03 20 0.1 75.0 发烟里 一极 二级 稀硫 酸 铁%(以铁计) 砷% 氮氧化物%(以 N2O3 计) 二氧化硫 氯% 浊度 mm 色度 lm 0.005 0.0
16、001 0.0001 0.01 0.001 130 1.0 0.01 0.005 0.01 0.0001 0.03 0.01 50 2.0 四、产品的主要用途: 1.在化学工业上是制造花费,无机盐,合成纤维,染料,医药和食品工业上的原料 2在石油工业上用于精制石油产品 3在国防工业上用于制造炸药、毒物、发烟剂等 4在冶金工业上用于冶炼酸洗 5在纺织工业上用于印染和漂白等 五、付产品: 付产品有液体二氧化硫和硫酸铵母液二种。 1 液体二氧化硫是硫酸生产中的尾气经氨吸收之后用硫酸分解生成大于 95%以上的高弄 地的二氧化硫气体,经冷却分离、干燥、过滤,加压,冷凝,液化而制得,其纯度大于 99.9%
17、 2.硫酸铵母液是硫酸生产中的尾气经氨吸收之后用硫酸分解再经氨中和后的产物,其碱 度为 15 滴度,每立升含硫酸铵为 400420 克。 二、原材料规格及主要特性 原料 名称 检验项目 含硫 水份 粒度 砷 氟 铅 铁 SiO2 含硫 灰份 酸度 含碳 水份 砷 铁 100 号筛 1600 孔/平方 公分 200 号筛 6400 孔/品放 公分 单 位 % % m/m % % % % % % % % % % % % % 技术条件 3542 58 1 0.10.2 占 70%) ( 0.1 0.05 0.05 40 8.5 99.8 0.1 0.005 0.08 0.2 0.03 0.003 无
18、 0.5 主要特性 硫 精 砂 分子式 FeS2 外观:为浅黄色尾砂 着火:点 380410 堆集重度为 14002000 公斤/ 米3 分子式:S 分子量:32.064 融点:118.9 凝固点:114.5 沸点:444.6 着火点 248261 比重;1.962.07 假比重;1.235 吨/M3 闪点:225 硫磺 三、生产过程中的主要化学反应 一、硫磺矿制酸系统: 1沸腾焙烧: 硫精砂经沸腾焙烧制取二氧化硫气体,并生成炉渣: 4FeSO2+1102=2FeO3+8SO2 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 以氧化焙烧为主:反应占 75% 反应占 25% 硫精砂中的硫与空气中的氧在
19、 850900时反应,生成 SO2 气体与氧化铁炉渣,反应过 程中生成反应热,籍此反映热维持焙烧过程中所需之温度。 2炉气的净化: 硫精砂沸腾焙烧后生成的炉气中每立方米含有约 800 克左右的矿尘以及少量砷、 氟, 硒、 SO3 和水份等杂物必须除去。因而,炉气出沸腾炉之后首先进入余热锅炉进行降温和除尘, 余热锅炉进口温度 900980, 出口 420。 炉气从余热锅炉进入旋风除尘器进行初步除尘。 由于酸洗净化流程对炉气含尘要求较严, 所以必须采用电除尘器进一步除去炉气中更细 小的尘粒。 电除尘器为双室,三电场,Z 型板。 炉气经电除尘后,进行净化工段的冷却塔,泡沫洗涤塔,见解冷凝器,电除雾和
20、干燥过 程,以除去矿尘、酸雾和热量。使炉气达到净化目的。 电除尘器的基本原则: 电除尘器是利用高压电场的方法清除炉气中的矿尘, 在高压直流电场中, 气体发生电离, 使矿尘带电荷,在电场力的作用下,带点的矿尘移向阳极,沉积在阳极板上,经振打排出, 使炉气得到净化。 3二氧化硫的接触氧化: 净化后的炉气经过热交换器加温至一定温度进入转化器,通过钒触煤催化作用, SO2 使 氧化成 SO3,反应过程中生成反应热,籍此反应热维持交换器和炉气所需要的反应温度,其 反应方式如下: SO2+0.5O2=SO3+Q 4三氧化硫的吸收: 三氧化硫气体在吸收塔内以 98%硫酸来吸收,生成硫酸与发烟硫酸,为了维持吸
21、收酸的 浓度,向循环槽内不断补充水,以达到其平衡,在吸收过程中产生的热量经过淋洒冷却器除 去,反应式如下: SO3+H2O=H2SO4 H2SO4+XSO3=H2SO4XSO3 5尾气回收: 氨一酸法回收吸收塔出口的低浓度二氧化硫及三氧化硫分为三个主要步骤:即吸收,分 解与中和。 (1) 吸收: 吸收塔出口的尾气中含有尚未转化的二氧化硫,其浓度为 0.2%0.5%的尾气进入尾气吸 收塔,塔内喷淋亚硫酸铵一亚硫酸氢铵溶液,在泡沫曾层中尾气与吸收液接触,SO2 及 SO3 被溶液中的亚硫酸铵所吸收,反应如下: SO2+(NH4)2SO3+H2O=2NH4HSO3 SO3+2(NH4)2SO3+H2
22、O=2NH4HSO3+(NH4)2SO4 在循环桶内加水,通铵后使溶液再生: NH3+NH4HSO3=(NH4)2SO3 除此之外, 由于亚硫酸铵一亚硫酸氢铵溶液不稳定,吸收过程中当尾气中有 O2 存在时, 同时发生下列付反应: 2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2+2H2O (2)分解: 用 92.5%的弄硫酸分解亚硫酸铵一亚硫酸氢铵溶液得到高浓度的 SO2 气体和硫酸铵溶 液。 (NH4)SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2+H2O 2NH4HSO3+H2SO4=(NH4)2SO4+2SO2+2H2O (3)
23、中和: 由于为使亚盐分解完全,硫酸加入量比理论用量大 3050%,使分解溶液酸度维持在 40 个滴度,所以,过量的硫酸需在中和桶中通氨气中和: H2SO4+2NH3=(NH4)2SO4 氨加入量略高于理论用量,使中和液维持 15 个碱度。 二、硫磺制酸系统: 液体硫磺在焚硫炉内燃烧,生成二氧化硫气体,反应如下: S+O2=SO2+2217 千卡/公斤 由于硫磺在焚硫炉内燃烧以后, 生成的二氧化硫炉气比较纯净, 所以无须设置净化装置, 其余接触氧化,三氧化硫吸收和尾气回收部分同硫铁矿制酸系统。 四、工艺过程叙述 一、硫铁矿制酸系统: 1原料工序: 白银尾砂由火车运来,公用事业公司二作业区用龙门吊
24、抓至进库皮带运进矿库内储存。 库内有二台 5 吨吊车配合二作业区将入库尾砂均匀堆放。 (1) 原料干燥: 将库内之潮湿尾砂(当含水 8%时)用 5 吨天车抓至干燥岗位矿斗内,经园盘喂料机, 窑头进料皮带送入干燥窑内, 潮尾砂在干燥窑内与热炉气并流接触, 排掉水份后至窑尾卸料 口排出, 经出料皮带送入矿库内储存备用, 废气经旋风分离器除尘后至引风机从烟囱排出放 空。 重油由供销科用汽车运至地下槽,经蒸汽间接加热至 7580,用 3BA9 立式泵送至 低压空气雾化喷嘴,经雾化后在燃烧炉内燃烧,产生 9501050的高温炉气,经二次空气 释释后使温度降至 650700送入干燥窑炉头与潮尾砂窑在窑内顺
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